Εύρεση του ιδανικού υλικού για γρανάζια

Κατά το σχεδιασμό και την κατασκευή γραναζιών, τα υλικά που χρησιμοποιούνται εξαρτώνται από τον τύπο του γραναζιού που κατασκευάζεται και από το πώς και πού θα χρησιμοποιηθεί.

Υπάρχουν πολλά είδη πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται συνήθως σε κατασκευές γραναζιών και κάθε υλικό έχει τις καλύτερες μηχανικές του ιδιότητες και είναι η καλύτερη επιλογή.Οι κύριες κατηγορίες υλικών είναι τα κράματα χαλκού, τα κράματα σιδήρου, τα κράματα αλουμινίου και τα θερμοπλαστικά.

1. Κράματα χαλκού

⚙️Πότεσχεδιάζοντας ένα γρανάζιπου πρόκειται να υποβληθεί σε διαβρωτικό περιβάλλον ή χρειάζεται να είναι μη μαγνητικό, ένα κράμα χαλκού είναι συνήθως η καλύτερη επιλογή.

⚙️Τα τρία πιο συνηθισμένα κράματα χαλκού που χρησιμοποιούνται σε γρανάζια είναι ο ορείχαλκος, ο φωσφορούχος μπρούντζος και ο μπρούντζος αλουμινίου.

⚙️Τα γρανάζια που συνήθως κατασκευάζονται από κράμα ορείχαλκου είναιοδοντωτοί τροχοίκαι ράφια και θα χρησιμοποιηθούν σε περιβάλλοντα χαμηλού φορτίου.

⚙️Ο φωσφορούχος μπρούντζος βελτιώνει την αντοχή στη φθορά και την ακαμψία του κράματος. Η υψηλότερη αντοχή στη διάβρωση και τη φθορά καθιστούν τα κράματα φωσφορούχου μπρούντζου μια εξαιρετική επιλογή για εξαρτήματα κίνησης υψηλής τριβής. Παράδειγμα:ατέρμονα κοχλία

⚙️Ο μπρούντζος αλουμινίου είναι το τρίτο κράμα χαλκού που χρησιμοποιείται σε γρανάζια. Τα κράματα μπρούντζου αλουμινίου έχουν υψηλότερη αντοχή στη φθορά από τα κράματα φωσφορούχου μπρούντζου και επίσης έχουν ανώτερη αντοχή στη διάβρωση. Τυπικά γρανάζια που παράγονται από κράματα μπρούντζου αλουμινίου περιλαμβάνουν διασταυρούμενα ελικοειδή γρανάζια (ελικοειδή γρανάζια) και ατέρμονα γρανάζια.

2. Κράματα σιδήρου

⚙️Όταν ένασχεδιασμός γραναζιώνΑπαιτείται ανώτερη αντοχή υλικού, τα κράματα σιδήρου είναι η καλύτερη επιλογή. Στην ακατέργαστη μορφή του, ο γκρίζος σίδηρος μπορεί να χυτευθεί και να κατεργαστεί σε γρανάζια.

⚙️Υπάρχουν τέσσερις κύριες ονομασίες κράματος χάλυβα: ανθρακούχος χάλυβας, κράμα χάλυβα, ανοξείδωτος χάλυβας και εργαλειοχάλυβας. Τα κράματα ανθρακούχου χάλυβα χρησιμοποιούνται για σχεδόν όλους τους τύπους γραναζιών επειδή είναι εύκολα στην κατεργασία, έχουν καλή αντοχή στη φθορά, μπορούν να σκληρυνθούν, είναι ευρέως διαθέσιμα και είναι σχετικά φθηνά.

⚙️Τα κράματα ανθρακούχου χάλυβα μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω σε μαλακό χάλυβα, χάλυβα μεσαίας περιεκτικότητας σε άνθρακα και χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Τα κράματα μαλακού χάλυβα έχουν περιεκτικότητα σε άνθρακα μικρότερη από 0,30%. Τα κράματα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχουν περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη από 0,60% και οι χάλυβες μεσαίας περιεκτικότητας εμπίπτουν ενδιάμεσα. Αυτοί οι χάλυβες αποτελούν καλή επιλογή γιαοδοντωτοί τροχοί, ελικοειδή γρανάζια, ράφια εργαλείων,κωνικά γρανάζια και σκουλήκια.

3. Κράματα αλουμινίου

⚙️Τα κράματα αλουμινίου αποτελούν μια καλή εναλλακτική λύση στα κράματα σιδήρου σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος. Ένα φινίρισμα επιφάνειας γνωστό ως παθητικοποίηση προστατεύει τα κράματα αλουμινίου από την οξείδωση και τη διάβρωση.

⚙️Τα κράματα αλουμινίου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, καθώς αρχίζουν να παραμορφώνονται στους 200°C. Τα συνηθισμένα κράματα αλουμινίου που χρησιμοποιούνται στα γρανάζια είναι τα 2024, 6061 και 7075.

⚙️Και τα τρία αυτά κράματα αλουμινίου μπορούν να υποβληθούν σε θερμική επεξεργασία για βελτίωση της σκληρότητάς τους. Τα γρανάζια που κατασκευάζονται από κράματα αλουμινίου περιλαμβάνουνοδοντωτοί τροχοί, ελικοειδή γρανάζια, κωνικά γρανάζια με ίσια δόντιακαι ράφια εργαλείων.

4. Θερμοπλαστικά

⚙️Τα θερμοπλαστικά είναι η καλύτερη επιλογή για γρανάζια όπου το βάρος είναι το πιο σημαντικό κριτήριο. Τα γρανάζια που κατασκευάζονται από πλαστικά μπορούν να υποστούν μηχανική κατεργασία όπως τα μεταλλικά γρανάζια. Ωστόσο, ορισμένα θερμοπλαστικά είναι πιο κατάλληλα για κατασκευή μέσω χύτευσης με έγχυση. Ένα από τα πιο συνηθισμένα θερμοπλαστικά που χυτεύονται με έγχυση είναι η ακετάλη. Αυτό το υλικό είναι επίσης γνωστό ως (POM). Τα γρανάζια μπορούν να κατασκευαστούν από οποιοδήποτε πολυμερές. Αυτά μπορούν να είναιοδοντωτοί τροχοί, ελικοειδή γρανάζια, τροχοί σκουληκιών, κωνικά γρανάζιακαι ράφια εργαλείων.